Méthodes Heliosat - Heliosat Methods

Algorithmes et librairies logicielles pour l'estimation de la ressource solaire - Algorithms and software for estimating solar radiation

La famille d’algorithmes Heliosat pour l'estimation des ressources solaires à partir d'images de satellite est devenue un standard international depuis les premières publications de MINES ParisTech en 1986 (Cano et al. 1986). De nombreuses versions de Heliosat ont été développées par des instituts de recherche ou des sociétés commerciales. Le Centre O.I.E. du Département Energétique et Procédés de MINES ParisTech contribue de manière importante au développement de cette famille.

Outre leur développement, le Centre O.I.E. effectue également l’application opérationnelle des algorithmes Heliosat afin de créer des bases de données de rayonnement solaire, appelées HelioClim. Ces bases diffèrent entre elles par les images satellitales en entrée et par le pas temporel d'observation (quart-horaire, horaire, journalier). Le nombre d'accès à ces bases de données (2 millions en 2011) démontre l'intérêt de HelioClim pour la science et l’industrie.

The Heliosat family of methods for estimating solar radiation by the means of satellite images has become an international standard since the inception of the 1st method and the first article published by MINES ParisTech in 1986 (Cano et al. 1986). Many versions of Heliosat were developed by academics, researchers and companie.  Centre O.I.E. of MINES ParisTech is contributing significantly to the development of this family.

Besides the development of the Heliosat methods, Centre O.I.E. use them in operational manner in order to create and update databases of solar radiation called HelioClim. The various databases differ by the satellites images used as input and by the time step: 15 min, 1 h, 1 d). There is a very large number of access to these databases by academics, researchers and companies, thus demonstrating their interest in science and industry.

Heliosat-2

La méthode Heliosat-2 a été publiée en 2004. L'article de référence est celui de Rigollier et al. (2004). Le Centre O.I.E. met à disposition de tous des librairies logicielles permettant son implantation.
Ces logiciels sont disponibles sous licence Creative Commons (CC-BY). CC-by icon
The Heliosat-2 method was published by Rigollier et al. in 2004. The O.I.E. research center offers software for its implementation.
 
This software is available under a Creative Commons license (CC-BY). CC-by icon

Heliosat-4

Une nouvelle méthode Heliosat-4 a été développée par le Centre O.I.E. et le DLR. Cette nouvelle approche représente une avancée très notable en ce qui concerne la qualité de l'évaluation et la diversité des paramètres estimés, comme les composantes spectrales directe et diffuse sur plan incliné du rayonnement solaire, utiles pour le photovoltaïque (PV), la biomasse ou encore les échanges thermiques dans les bâtiments. Le développement de Heliosat-4 entraîne de nombreuses interactions avec la communauté météorologique en ce qui concerne l’évaluation détaillée des paramètres optiques de l’atmosphère (gaz, aérosols, vapeur d’eau), des nuages, et de la réflectance du sol. L’un des résultats de ce développement a été la création du modèle McClear de prédiction du rayonnement par ciel clair pour le monde entier, à compter de 2004, co-réalisé par le Centre O.I.E., le DLR, l’institut météorologique finlandais (Finnish Meteorological Institute), et le centre européen de prévision météorologique ECMWF (European Center for Medium-range Weather Forecasts). A new method, called Heliosat-4 has been created by MINES ParisTech - Centre O.I.E. and the German aerospace center DLR. This new method is a noticeable step forward regarding the quality of the estimates and the variables that can be estimated, such as the spectral direct and diffuse components of the solar radiation recieved on a tilted plane useful for photovoltaics (PV), biomass or thermal exchanges in buildings. The development of Heliosat-4 indices many exchanges with the meteorological community for the detailed assessment of optical variables in the atmosphere (gaz, aerosols, water vapour), clouds and ground albedo. One of the major results is the clear-sky model McClear that estimates the radiation that should be received if the sky were clear anywhere in the world since 2004. This model has been created by the Centre O.I.E., the  DLR, the Finnish Meteorological Institute), and the  European Center for Medium-range Weather Forecasts ECMWF.

 

 

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HELIOSAT : Calcul du rayonnement solaire - MINES ParisTech
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